‘壹’ 肝细胞培养
胶原酶的化学名为胶原蛋白水解酶(Collagenase),它能在生理PH和温度条件下特异性地水解天然胶原蛋白的三维螺旋结构,而不损伤其它蛋白质和组织。胶原酶的化学本质是一种蛋白质,因此,这对温度、PH和导致蛋白质变性的各种因素均非常敏感,极易受到外界条件的影响而改变其本身的构象和性质。 胶原酶按其存在的方式不同可分为人体内源性胶原酶和药用胶原酶两种。人体内源性胶原酶是指人体内部本身所具有的胶原酶,如牙龈、触膜等上皮组织和关节滑膜、椎间盘内都不同程度的存在着这种胶原酶,它在体内胶原蛋白的分解过程中发挥着不可或缺的作用。药用胶原酶是指利用生物制药的高科技手段从溶组织梭状芽孢杆菌的发酵液中提取、纯化并精制而得的白色或类白色无菌冻干粉针生物制剂。 胶原酶(collagenase)是从溶组织梭状细胞芽孢杆菌提取制备的,主要水解结缔组织中胶原蛋白成分。当拟消化的组织较硬,内含较多结缔组织或胶原成分时,用胰蛋白酶解离细胞的效果较差,这时可采用胶原酶解离细胞法。 胶原酶仅对细胞间质有消化作用而对上皮细胞影响不大。因此适于消化分离纤维性组织、上皮及癌组织,可使上皮细胞与胶原成分分离而不受损害。常用剂量为最终浓度200U/ml(约为1mg/mL)或0.03%~0.3%。胶原酶分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ型以及肝细胞专用胶原酶,要根据所要分离消化的组织类型选择胶原酶类型。 1、胶原酶Ⅰ用于上皮、肺,脂肪和肾上腺组织细胞的分离。用于消化组织中连接部分使其成为单个细 胞,用于哺乳动细胞的分离。 2、胶原酶Ⅳ包含至少7种蛋白酶成分,分子量从68-130KD不等。它能消化多种组织。 3、胶原酶Ⅴ包含至少7种蛋白酶成分,分子量从68-130KD不等。它可用于胰腺小岛组织的分离,将结缔组织分离成单个细胞。 4、胶原酶Ⅱ适用于肝脏,骨,甲状腺,心脏和唾液腺组织。 胶原酶的配置 胶原酶溶液同胰蛋白酶一样配制、消毒灭菌和储藏。 注意: 因为Ⅰ型胶原酶分子颗粒比胰酶大,不容易过滤,因此可以用蔡式滤器过滤除菌。 钙、镁离子和血清成分不会影响胶原酶的消化作用,因而可用BSS(如D-hanks或者PBS)或含血清的培养液配制。 胶原酶的使用 1.将漂洗、修剪干净的组织剪成1~2mm3左右小块 2.将组织块放入离心管(三角烧瓶)中加入30~50倍体积的胶原酶溶液,旋紧盖子(密封烧瓶)。 3.将烧瓶放入37℃水浴或者37℃孵箱内,每隔3min振摇一次,如能放在37℃的恒温震荡水浴箱中则更好。 消化时间与组织的类别很有关系,对于某些肿瘤组织或其他较致密结缔组织,消化时间4~48h,对于容易消化的组织可以采用37℃震荡消化15~45min,也可以根据具体情况而定。如组织块已分散而失去块的形状,一经摇动即成细胞团或单个细胞,可以认为已消化充分。上皮组织经胶原酶消化后,由于上皮细胞对此酶有耐受性,可能仍有一些细胞团未完全分散,但成团的上皮细胞比分散的单个上皮细胞更易生长,因此,如无特殊需要可以不必再进一步处理。 4.收集消化液(有时含个别组织块及没有充分消化的组织碎屑则需用100目不锈钢网过滤),离心1000r/min,5min,去除上清,用Hanks液或者无血清培养液离心漂洗1~2次,去除上清,加培养液制成细胞悬液,接种培养瓶。
‘贰’ 原代肝细胞培养问题
原代肝细胞很容易贴壁生长,4小时肯定能贴壁。
“然后就有浑浊的沉淀,那个沉淀是肝细胞吧?”将此沉淀用培养液或pbs稀释,加台盘蓝染色,显微镜下观察,若为活细胞,通常就是肝细胞了,要培养好,最好有大于85%以上的活性。
原代肝细胞最好生长在鼠尾胶原上,也就是用鼠尾胶原铺板,然后再普细胞。
4小时后换液,然后每20小时左右换液,通常原代肝细胞难以增值,但是维持20天左右没问题。
‘叁’ 干细胞的研究进展
干细胞是人体内最原始的细胞,它具有较强的再生能力,在干细胞因子和多种白细胞介素的联合作用下可扩增出各类的细胞。在99年末的年度世界十大科技成果评选中,"干细胞研究的新发现"荣登榜首。干细胞研究有不可估量的医学价值。分离、保存并在体外人工大量培养使之成长为各种组织和器官成为干细胞研究的首要课题。当前,对干细胞的分离和培养技术获得了重大进展,利用单克隆免疫吸附能识别细胞类型或细胞谱系的表面抗原,其分离纯度和细胞活力都很高。99年以色列魏茨曼科学院将白介素-6与干细胞内的受体分子合并研制出一种新分子,可使干细胞在维持原本特性的基础上进行自我增殖且细胞寿命也有所延长。在临床运用中,造血干细胞应用较早,在五十年代,临床上就开始应用骨髓移植来治疗血液系统疾病。到八十年代,外周血干细胞移植技术逐渐推广。美国StmlellsCsliifornia公司用血液干细胞在小鼠体内培育出成熟的肝细胞。胚胎干细胞目前许多研究工作都是以小鼠胚胎干细胞为研究对象,神经干细胞的研究仍处于初级阶段。
我国现已掌握了脐血干细胞分离、纯化、冷冻保存以及复苏的一整套技术,并开始在上海筹建我国第一个脐血库。在北京,北京医科大学人民医院细胞治疗中心也正在筹建全世界最大的异基因脐带血干细胞库,计划到2002年完成冷冻5万份异基因脐带血干细胞,为全世界华人患者提供脐带血干细胞做移植用。2000年初,我国东北地区首例脐血干细胞移植成功。
我国在"治疗性克隆"研究领域获得重大突破,"治疗性克隆"课题被列为国家级重点基础研究项目。此课题分为上、中、下游三块,上海市转基因研究中心成国祥博士负责上游研究,上海第二医科大学盛惠珍教授和曹谊林教授分别主持中、下游的研究工作。其整体目标是,用病人的体细胞移植到去核的卵母细胞内,经过一定的处理使其发育到囊胚,再利用囊胚建立胚胎干细胞,在体外进行诱导分化成特定的组织或器官,如皮肤、软骨、心脏、肝脏、肾脏、膀胱等,再将这些组织或器官移植到病人身上。利用这种方法,将从根本上解决同种异体器官移植过程中最难的免疫排斥反应,同时还使得组织或器官有了良好的、充分的来源。目前,由上海市转基因研究中心负责的上游研究工作,即把病人的体细胞移到去核的卵母细胞并经一系列的处理发育至囊胚取得成功。这个中心创建的三种技术路线方法,即"体细胞克隆哺乳动物的制备方法"、"获得治疗性克隆植入前的制备方法"以及"用于治疗性克隆的人体细胞组织器官保存方法"均已收到国家知识产权局同意专利申请的受理通知。
为了一个人的形成,单个受精卵将产生数以亿计的细胞和250多种不同的细胞类型。幸而,直到最后一个细胞和器官发育形成之时,所有的一切仍未结束。贯穿于整个生命的,是大多数组织继续产生新的细胞以替换损耗的老细胞或满足新的生命活动的需要。比如,当运动员在高海拔地区进行训练的时候,循环系统中血细胞的数量相应增加以满足运输更多氧气的需要。很显然,在诸如皮肤,毛发,骨骼,骨髓,肠这样的组织中,细胞再生能力已得到证实;但这种现象很可能在所有器官中都不同程度地存在着,包括大脑在内,而惯常的观点是,神经元是不可再生的。
组织更新和修补自身的能力来源于称为干细胞的小细胞团。干细胞存在于生命的全过程,在体内微环境中被专门的“看护”细胞紧密包围。“看护”细胞提供生长因子和信号分子保持干细胞的特性――分化能力,以及在特定生命周期中分化为特化细胞的同时又能自我复制的能力。矛盾的是,干细胞的自身分裂十分有限,而它们的子细胞在最终形成特化细胞的过程中,有非凡的繁殖力。
干细胞以及他们能维持一定数量的能力一直深深吸引着生物学家们[1],如今更为狂热。由于人们意外的发现成熟组织中的干细胞可以重新程序化,即使效率极低,但仍然可以分化为其他来源的细胞。[2]比如,在正常情况下,成年鼠的少数造血干细胞可生成肌肉组织,神经系干细胞可生成血液。这些报告使得将来受损组织用同一个体内其他组织的残余干细胞来修复成为可能。
悬而未决的问题
另外两项研究也引起了科学界和公众的广泛关注。去年,有两个研究小组宣布他们从人类胚胎和胎儿的生殖细胞中分离出了多能干细胞(pluripotential)――可以分化为多种细胞类型的干细胞。紧跟着,就是众所周知的来自成熟体细胞的克隆羊多莉(dolly)及克隆鼠的诞生。
这些有着巨大新闻价值的研究层出不穷,引起了世界性的关于道德和伦理规范的讨论风暴,而且到现在还在争论。比如在美国,公众的反对迫使NIH停止对人胚胎干细胞的研究提供资助。这些争论使许多研究人员开始意识到,他们必须就一些基本问题与迫切的公众和立法者进行有效的交流,其中包括“人的生命何时开始?”“成为人意味着什么?”“什么是胚胎,它在什么时候变成人?”。
科学家们是否能回答这些复杂的问题还有争执,这里我不打算继续深入讨论。我只想确定这个事实:在回答另一个更重要的基本问题“我们怎样才可能把干细胞用于医药领域?”之前,我们的确还需要更多的信息。
采取哪种方法?
最基本的,我们必须进一步研究人体所有组织的干细胞。第一步,我们需要确定分子标记,它们能将寥寥无几的干细胞从他们庞大的子细胞中区分开来。此外,还需了解干细胞与所处的微环境之间的相互作用,以及微环境如何对机体的需求作出反应。我们仅对骨髓中的造血干细胞的相关信息有一定了解,这将有助于在临床治疗中增加受损组织中残留的干细胞的数量。现在,我们已经能够培养少量造血干细胞以重建人的血液系统。
设定一个最坏的状况,一个慢性病患者失去了某种组织的大部分干细胞,必须要用替代疗法才能生存。如今,最可行的方案是采用另一个体相应组织的干细胞来补充。但是,这种方案也相当危险,由于捐献者与患者没有遗传上的相容性,移植很快因免疫排斥而失败。
一种改进方案是用所谓“自体同源干细胞(autologous stem cells)”的干细胞来进行治疗,这种干细胞与患者的基因型完全相同。虽然目前还不可行,但是我们已经有了一定的设想。一种方案是分离、培养患者的另一组织的干细胞,比如骨髓或皮肤的,再把这些成熟干细胞在体外重新程序化。为了了解怎样才能重新程序化干细胞,我们需要一系列的实验,来研究沉默基因的重新激活,以及激活基因被关闭的机制。例如“早期胚胎细胞分化为不同细胞系的机制研究”就会给我们相当的启示。如果我们理解了遗传基因控制正常发育的实现过程,我们将更容易地在实验室里进行有目的地控制基因表达和细胞分化的方向。
另一种方法是用来源于囊胚期的胚胎的多能干细胞。囊胚期是指卵子刚刚受精但尚未种植到子宫的阶段,此时胚胎称为胚泡。胚泡大约由100个细胞组成,其中包含一些特化性较少的干细胞,可在培养中不确定地诱导分化为多种细胞形式(如图)。最早的人类多能干细胞是从体外受精的临床病例中得来的多余胚泡。这个里程碑式的事件是James Thomson领导的University of Wisconsin, Madison的实验室在1998年的成果。另一个在澳大利亚的Monash University的实验室最近宣布了相似的实验结果。现在这两个小组正在进一步研究这些多能干细胞和子细胞的特征。
这些工作为人类胚胎早期发育中基因功能研究提供无价的数据资料。不幸的是直到现在,我们对这一领域知之甚少,部分由于联邦经费对胚胎研究的限制。尽管胚胎发育在进化中高度保守,但是脊椎动物胚胎发育中一些细节上的差异,足以证明鼠和人之间并不是所有的基因都具有相同功能。因此,在模式动物研究中得来的信息不能充分体现出我们在人类干细胞中研究中的问题。
公众眼中的干细胞
用人类多能干细胞进行研究引起争议是由于他们来自人类的受精卵,在某些人认为人的生命始于受精。那么在理论上,用体细胞核转移的方法生成自体同源干细胞引起的争议会少一些。这种方法是把成熟细胞的细胞核转入一个去核的未受精卵细胞中,在实验室里,这个卵细胞发育成胚泡,研究人员可从中分离培养多能干细胞系。最近,Monash University的研究人员用这项技术在小鼠上取得了成功。他们在1000多个转移基因标记的细胞核的去核卵细胞中,获得一个胚胎干细胞系。如果这种“治疗性克隆”能够在效率上更提高一些,那么这对人类干细胞的研究同样有意义。
既然实验用的卵细胞是去核和未受精的,无不同个体的遗传物质融合,从而未发生受精过程,所以用这种方法制造的干细胞在道德和伦理上将更容易被人们所接受。此外,由于胚胎干细胞不能独立发育成胎儿,所以他们不是胚胎。然而,从理论上讲,体细胞核转移产生的胚泡不仅只用于干细胞的产生,把这样的胚泡移植到妇女子宫中也有可能克隆人。尝试此类研究与现行道德准相驳,也是违法行为。另外,这样的行为会使许多不负责任的人们有所企图,无法控制伦理道德标准,而且有可能使人为的和有目的地制造畸形婴儿成为可能。
这些争议对一些更极端的反对者来说还不是关键,他们认为只有对于一个已经去世的人,体细胞核转移技术才可以接受。往往在联邦经费资助人类干细胞的科学研究之前,一个基于相互尊重的信仰的公众讨论就已经开始,无论这种研究是以治疗人类疾病为目的还是以基础研究为目的。
可以认为这种争论本身,是一个好的事情,因为它激发了公众对生物学和复制的兴趣及关注,这些内容以往在学校里不能有效的传授给学生。(克隆青蛙往往不能象克隆人类自己那样使高中的学生们产生兴趣,而且人类肢体再生的案例就可以引导学生展开有关人类肢体的形成和哪些基因产生手臂而不产生腿之类的讨论,象这样的说法未免太牵强了一点。)
无论怎样,干细胞研究的前提是将会得到新的实质意义上的治疗方法。因此,科学家们必须十分谨慎,避免媒体对基因治疗过分夸大的报道,否则会失去公众的信任和信心。在应用人多能干细胞时,也必须十分留心。就像我们看到的那样,对公众中的某些人来说,这些细胞的来源相当于破坏人的生命。事实是在我们确切知道干细胞治疗的实际用途之前,还有许多障碍要跨越。当我们向前继续探索的每时每刻,我们必须诚实.
http://www.39.net/nursing/03gxb/hgyzw/21352.html
‘肆’ 求教肝细胞原代培养
肝脏是体内功能最多、最复杂的脏器,是一个物质合成、代谢与代谢 调节的场所,是生理和病理状态下,能量代谢、毒素的生物转化以及血浆蛋白质合成的中心器官,是机体最重要的器官之一。肝脏作为机体重要的代谢器官,一直倍 受关注,但由于体内研究受众多因素的影响,因而肝细胞培养作为一种体外研究手段,越来越多地被应用。由于肝细胞是一种分化程度很高的细胞,一旦失去体内生 存环境,则很快失去分化再生的能力,它的一些生化功能也很快丧失。
‘伍’ 小鼠肝脏原代细胞肝窦内皮细胞的怎么培养
小鼠肝脏原代细胞肝窦内皮细胞的怎么培养
肝脏是人体中最大的实质性器官,主要负责着体内脂类、糖类、蛋白质、和维生素等众多物质的代谢,是人体中的代谢工厂。此外,肝脏在体内还发挥着解毒、免疫、存储糖原和维生素、合成胆汁以及造血等功能,被称之为体内最繁忙的器官。肝脏的复杂功能的发挥依赖于组成肝脏的各种类型的细胞,肝脏细胞主要分成两类:肝实质细胞(HC)和非实质细胞(NPC)。前者是肝脏中最主要的细胞类型,占据肝脏体积约80%,发挥着肝脏中的绝大部分功能。非实质细胞主要包括肝窦内皮细胞(LSEC)、枯否细胞(KC)、肝星状细胞(HSC)以及其他一些免疫细胞等。目前,对肝脏细胞的研究往往集中于某一种类型的细胞。本研究同时构建了多种类型细胞的基因表达谱,通过肝脏细胞水平表达谱的全面解析,系统地发现肝脏细胞中表达的新基因或新亚型,深入地了解肝脏不同类型细胞的共性与特性,全新地认识细胞在肝脏器官中的分工与协作。 转录组和蛋白质组作为基因组后继补充研究对象,分别担当传递遗传信息和功能最终执行的角色。而蛋白质组鉴定覆盖度的范围往往是参照编码基因的数目,因此可寻求转录组水平的mRNA鉴定辅助蛋白质组的深度覆盖。除了覆盖度的优势以外,转录组水平在灵敏度和准确性方面具有无可比拟的优势,还可以更精确地鉴定到基因的可变剪接、RNA编辑等信息。目前,转录组测序(RNA-Seq)作为一项新一代测序技术,能在全基因组范围内以单碱基分辨率检测并定量转录片段,成为研究转录组表达谱的重要方法。 首先,我们首次构建了肝脏细胞水平的转录组表达谱。以C57BL/6小鼠动物为模型,采用流式细胞术完成肝脏3种类型细胞(HC、LSEC和KC)的分选,确保各类细胞纯度和活性分别达到95%和85%以上。对细胞提取的RNA,利用新一代测序RNA-Seq技术,每种类型细胞得到3G以上的数据量,满足深度测序目的。
‘陆’ 肝癌细胞原代培养
最好是及时分离培养,泡在生理盐水中四度或冰上短暂保存也可,但最好不要超过4-6小时,时间越长细胞状态越差,越难养活。希望对你有帮助,祝实验顺利!
‘柒’ 原代肝细胞中分离死细胞和活细胞
其实很简单,对于成年大鼠而言,注意下面几项即可:
1.两部灌流法的灌流液,ph值,氧气等因素,以及灌流时间很重要
2.如果血细胞去的非常干净,可以不用percoll分离
3,用低速离心(50g2min),死细胞在上层。
4.台盼蓝检测后基本95%以上活性。我分离的通常在99%以上活性。成鼠肝细胞元代培养很难增值,但是维持1个月没问题。
我曾给你回复过一次,你没反应。这是最后一次。看看我培养的大鼠原代细胞图片(48小时后),是不是比文献上发表的都漂亮。
哈哈
祝实验顺利!
‘捌’ 请教大鼠原代肝细胞的分离和培养的问题
我记得好像有这一方面的的论文,题目都一样的《大鼠原代肝细胞的分离与培养》是徐丽娜 鞠雷 顾宪锐 张恒 马玉忠 河北农业大学动物科技学院的
http://www.cqvip.com/qk/96216X/200712/26163977.html
你下载来看就行了(不过下载要钱)
下面我给你,我做的一个过程(仅做参考)
我做的就是大鼠原代肝细胞,养了一段时间了,下面是我的实验步骤,希望对你有所帮助。
1)3-5天乳鼠,断头处死,75%酒精浸泡3-5分钟。
2)移入超净台内,无菌取下肝脏,放入冷PBS内,撕下被膜等。
3)移入25ml烧杯内,剪成1mm3左右大小,PBS清洗至上清无色。
4)移入三角瓶内,加5倍量0.05%胰酶37度消化20分钟。
5)终止消化,静置,弃上清。加0.05%胶原酶消化20分钟。
6)100目过滤。离心,800,3分钟。
7)计数,调整浓度,接种。24小时第一次换液,以后没两天换一次液,4、5天可以铺满。
二、方法
1.传统门静脉灌流消化法(传统门脉灌流法):参照邹氏等文献方法[3,4,5]。
2.低浓度胶原酶原位循环灌流法:
2.1取Wistar大鼠,用2%戊巴比妥钠10mg/100g体重、肝素20 u/100g体重分别腹腔注射以麻醉和抗凝。
2.2 10-15分钟后固定大鼠,75%酒精消毒,紫外灯照射15-30分钟。腹部再次75%酒精消毒后正中切开打开腹腔并更换器械。
2.3显露肝门部门静脉并游离2-3cm;显露游离肝下下腔静脉2-3cm,各置一结扎线,暂不结扎。
2.4穿刺针插入门静脉后立即结扎固定,尽快接通硅胶管并启动蠕动泵(无泵时,输液器亦可),同时剪断肝下下腔静脉远端。
2.5用D-Hanks液20-30ml/min快速灌注清除肝内血液,1分钟内即可见肝脏颜色变浅,持续灌注10分钟至肝脏呈米黄色。同时切开胸腔结扎肝上下腔静脉。
2.6插另一硅胶管入肝下下腔静脉并结扎固定,换D-Hanks液为胶原酶消化液(370C预热)循环灌注消化,灌流速度为10-20ml/min,持续时间10-20分钟至肝质变软,压之凹陷不易恢复。
2.7停止灌注,小心剪取各肝叶置入消毒平皿内,加入适量肝细胞洗涤液(4oC预冷),撕碎肝脏并祛除纤维结缔组织,制成混合肝脏细胞悬液。
2.8 100目筛网过滤入50ml离心管,500rpm离心1-2分钟。去上清,沉淀加入RPMI 1640 (4oC预冷)20-30ml洗涤3次。
2.9肝细胞沉淀加入肝细胞培养液重悬为10ml,取适量计数并用0.4%台盼蓝染色判断存活率。后即可按实验设计接种培养
我们目前正在做大鼠肝脏细胞的分离培养(原位循环灌注法),我把大体步骤和大家交流一下。
1,动物称重,戊巴比妥麻醉。
2,固定,消毒,腹部正中十字切口,或者“U”型切口进腹。
3,分离门静脉和肝下下腔静脉,分别插管,从门静脉注入肝素,使大鼠全身肝素化。
4,阻断肝上下腔静脉(位置较深,分离结扎有难度,可用哈巴狗血管夹夹住,亦可用消毒棉签压迫)
5,从门静脉内注入D-HANKS,直至肝下下腔静脉插管内流出来的液体中不含或含少量红细胞,肝脏呈米黄色。
6,此时接上自制的胶原酶循环灌注装置(循环通路:门--肝--肝下下腔--蠕动泵--门),灌注15分钟左右,到肝脏表面呈颗粒状为止。
7,取下肝脏,剪碎,去结缔组织,放入含有胶原酶的三角瓶中继续水浴消化10分钟后加入HANKS 或者1640终止消化。
8,将3角瓶带入超净台内,在超净台内完成以下步骤。
9,50目筛网,200目筛网,1640两次吹打过滤。获得细胞悬液。
10,1640洗涤离心3次,收集细胞,制成一定浓度的悬液。
11,计数,调整浓度,培养。
(大体步骤,太多细节不赘述,我们曾用此方法分离乳猪,大鼠的肝细胞,结果令人满意)
注意点:
1,腹部切口位置要合适,避免误入胸腔导致大鼠死亡。
2,插管要固定,避免滑脱。
3,阻断肝上下腔可以用小哈巴狗,但我们实际发现用下毒棉签压迫更为简单,效果也令人满意。
4,所有灌流液均要预热。
5,肝脏消化完毕后,立即拿到超净台内操作,注意无菌观念。
6,消化时间8宜过长。
7,组织块比较大,通过50目筛网有困难时,可用消毒注射器活塞轻轻挤压组织块,勿研磨!
优点:
1,消化充分,且节约胶原酶。胶原酶比较昂贵 :)
2,在肝脏离体之前大鼠保持呼吸心跳,从而最大限度的保持了细胞的活力。
缺点:
需要一定的手术技巧,了解肝脏循环结构,且血管插管有一定难度。
‘玖’ 乳鼠肝脏细胞原代培养如何进行求具体的方法步骤
博凌科为生物科技-为你解答:一周龄大鼠,断颈处死,活力碘消毒,无菌取出肝脏,于无菌维持液中漂洗,用眼科剪仔细清除肝包膜,韧带,沿肝边缘剪切肝尖组织(绕开肝蒂等)转入青 霉素小瓶中,用眼科剪绞碎,剪成0.1-1.0mm3大小的碎片,加入5倍体积无菌维持液,用滴管轻轻吹打,吸出上层血细胞再用无菌维持液反复清洗3~5次,加入10倍体积无菌胰蛋白酶消化液,37℃消化,消化过程中不断震荡,至组织块边缘变薄(镜下观),离心 (1000rpm,10分钟)弃去上面酶液,用无菌维持液将组织块清洗2~3次,加入新鲜无菌胰蛋白酶消化液重复上述步骤。此时组织块边缘模糊,1000rpm离心10分钟,取沉淀即为消化下的细胞,重新用无菌维持液悬浮,离心,洗1~2次,用20%生长液悬浮即得细胞 悬液;将消化过的组织块重复消化5~6次至组织块消化完全,重复以上操作,合并几次所得细胞悬液,计数,调整细胞浓度为210 5 个 细胞/mL,将细胞悬液接种于塑料培养瓶中,置于37℃,5%CO2,饱和湿度培养箱中培养。培养48小时后,换新鲜配置的培养液培养5小时,可除去绝大部分血细胞及杂细胞,37℃,5%CO2,饱和湿度培养箱中培养,每隔3天换培养液,获 得单层肝细胞。
‘拾’ 原代培养在生命科学研究中有什么应用其优势是什么
原代培养(primary culture)又名初代培养,是从供体取得组织细胞后的首次培养。其特点是细胞或组织刚离开机体,生物性状尚未发生很大的改变,一定程度上反映了它们在体内的状态,表现出原组织或细胞的特性。对于药物实验研究,原代培养是一种很好的实验技术。由于原代培养的组织含有多种细胞成分,即使生长出同一种类型的细胞,细胞间也存在很大差异。如果供体不同,即使组织的类型、部位相同,个体差别也可以在细胞上反映出来。因此原代培养细胞的部分生物学特征尚不够稳定,在进行较为严格的对比性实验研究时,还需先对细胞进行短期传代。近年来,原代培养技术已被广泛应用于中医药研究尤其是中药研究之中。1 原代培养技术1.1 组织块培养法 组织块培养法即将组织剪切成小块后接种于培养瓶,简便易行且成功率较高。但由于反复剪切和接种过程对组织块易造成损伤,因此并不是每个小块都能长出细胞。此法适于细胞数量较少的原代培养,如牙髓细胞培养等。1.2 消化培养法 用酶制剂(最常用的是胰蛋白酶)处理组织块,除去细胞间质,使细胞相互分离形成单细胞悬液,大多形成单层细胞生长方式。本法的优点在于单层细胞更易摄取营养及排出代谢产物,因此生长较快。但操作不慎易于造成污染,且消化处理须恰到好处,否则会对细胞产生一定的损伤。随着实验技术水平的提高,目前此方法已被较多地应用于研究之中[1]。2 原代培养技术在中医药研究中的应用 综合近十年来的文献报道,体细胞、血细胞和肿瘤细胞的原代培养技术较为成熟,已被应用于中医药的研究之中,尤其是肝细胞和神经细胞的原代培养,其应用更为广泛。2.1 用于中药药理学研究 中药药理学研究是目前应用原代培养技术最广泛的领域,被称为中药的生物学效应研究,用以了解中药的细胞药理与毒理作用。与体内整体实验相比,体外实验具有简便迅速、条件易控制、药理靶点与环节较为清楚等优点。2.1.1 用于药效学研究 利用原代培养技术研究中药有效成分和复方的作用效果和机制,是从分子水平研究药效的重要手段。 朱陵群等[2]研究发现:原代培养的大鼠海马神经细胞缺氧、缺糖5 h后再给氧,可诱导神经细胞凋亡和细胞坏死,并显着增加细胞内Ca2+浓度和乳酸脱氢酶的释放,且随再给氧时间的延长而增加;三七总皂苷能降低神经细胞凋亡及坏死的百分率,降低细胞内Ca2+浓度,减少乳酸脱氢酶的释放,且其作用随剂量增加而增强。Shih等[3]发现,川芎提取物川芎嗪可以保护原代培养的大鼠海马神经元线粒体,减少自由基的产生并帮助清除自由基,从而对红藻氨酸所致的细胞损伤起到保护作用。刘晓玲等[4]原代培养大鼠滑膜细胞,发现青藤碱可以通过抑制滑膜细胞恶性增殖及白细胞介素6 mRNA基因的表达来阻断滑膜炎的进程。林爱华等[5]报道,粉防己碱可以明显抑制气道平滑肌细胞的增殖活性。粉防己碱对组胺激发的[Ca2+] i升高表现出明显的抑制效应,推测粉防己碱抑制培养的气道平滑肌细胞增殖活性的作用可能是通过阻断细胞膜Ca2+通道而降低[Ca2+] i实现的。Bickmeyer等[6]研究报道,粉防己碱可以阻滞原代培养的牛嗜铬细胞电压依赖式钙离子通道,促进儿茶酚胺释放,增加细胞内钙离子的水平。崔云华等[7]原代培养大鼠肝星状细胞,发现丹参酸乙可降低活化的以及经丙二醛刺激后的肝星状细胞内的氧化程度、抑制增殖细胞核抗原的表达量,在抗氧化和抗增殖作用之间可能存在一定的联系。Li等[8]原代培养中脑神经元及神经胶质细胞,发现雷公藤提取物雷公藤内酯可以对抗脂多糖所致的多巴胺吸收减少和细胞中酪氨酸羟化酶免疫活性的丢失、抑制小神经胶质细胞的活动和肿瘤坏死因子α及一氧化氮的过度生成。雷公藤内酯还可保护脂多糖所致的多巴胺能神经元的损伤,其机制可能是抑制小神经胶质细胞的活动。Kamei等[9]采用原代培养技术培养大鼠脂肪细胞和心肌细胞,首次证实中药提取物紫草素在体外实验中具有胰岛素样作用。Hsu等[10]采用原代培养技术培养嗜中性粒细胞,发现灵芝多糖可促进嗜中性粒细胞的移动,增强蛋白激酶C、丝裂酶原激活蛋白激酶和酪氨酸激酶的活性,从而增强嗜中性粒细胞的趋化性和吞噬作用。Wang等[11]报道,从白术中提取的有效成分苍术酮对原代培养的人白血病单核细胞有一定的细胞毒性。 万文成等[12]发现清开灵能减少谷氨酸所致的原代培养大鼠大脑皮层神经细胞内乳酸脱氢酶的漏出量、减轻细胞的形态学改变,表明清开灵能够对抗谷氨酸介导的兴奋性毒性,对培养的大鼠皮层脑细胞具有保护作用。李彧等[13]原代培养大鼠系膜细胞,经脂多糖刺激10 h后,核转录因子-κB的活性达到最高峰,且最高荧光强度位于细胞核内;大剂量温脾汤药物血清可明显抑制核转录因子-κB的活性;大剂量药物血清能明显抑制核转录因子-κB抑制剂IκB的降解。李彤等[14]采用血清药理学方法及原代培养心肌细胞技术,发现在通脉汤含药血清干预下,缺氧心肌细胞游离钙离子的浓度明显下降,同时细胞膜L型钙离子通道的表达在缺氧条件下亦明显下降,表明通脉汤可以减轻缺氧心肌细胞钙的超负荷。尤红等[15]的实验结果显示,一定浓度的复方861(由丹参、黄芪等十味中药组成)可以促进体外分离培养的大鼠肝细胞DNA的合成,对肝细胞的凋亡则无明显影响。张斌等[16]观察抗纤复方对大鼠纤维化肝原代培养贮脂细胞自分泌的影响,结果表明抗纤复方药物血清能明显抑制贮脂细胞产生转化生长因子β1,阻断肝纤维化时贮脂细胞的自分泌。Imanishi等[17]采用原代培养技术培养肝星状细胞,并用硫代乙酰胺造成肝纤维化模型。结果表明,茵陈蒿汤主要是通过抑制血小板源生长因子b受体的磷酸化及下行信号传导通路来抑制DNA的合成与转录,可能是茵陈蒿汤治疗肝纤维化的机制。Zhang等[18]原代培养胎鼠皮层神经细胞,用谷氨酸盐造成细胞损伤,使细胞中胆碱酯酶和链亲合素标记的过氧化物酶活性降低、乳酸脱氢酶释放增加。加入清脑益智方药物血清后,上述酶的活性可恢复至正常水平,一氧化氮的生成及细胞凋亡亦受到抑制。2.1.2 用于方剂配伍机制的研究 刘成海等[19]将扶正化瘀319方进行拆方,各自制备药物血清并作用于原代培养肝细胞。结果显示,各药物血清对细胞形态无明显影响,对肝细胞白蛋白分泌及其前白蛋白原mRNA表达则有不同程度的促进作用,其中尤以扶正化瘀319方全方的作用最为显着。2.2 用于针灸学研究 梁希彬等[20]观察电针后大鼠中脑腹侧部粗提液对体外培养多巴胺能神经元表达数目、神经元胞体直径及神经突起长度的影响。实验证实,电针后大鼠中脑腹侧部粗提液能够促进多巴胺能神经元胞体的发育和突起的生长,但对多巴胺能神经元表达数目则无明显影响。2.3 用于中医证候本质的研究 陈云波等[21]采用血瘀证兔模型血管内皮细胞直接培养以及血瘀证兔模型血清培养血管内皮细胞两种方法,建立血瘀证细胞损伤模型。原代培养的血管内皮细胞出现了病理性损伤及内分泌功能的改变。此外,模型组原代细胞培养液中一氧化氮的含量比对照组明显减少,而内皮素含量则有上升趋势。证明实验建立的细胞损伤模型从功能和结构上能反映血瘀证整体动物模型及部分临床病人的病理特征,可用于血瘀证实质和活血化瘀作用机制的研究。3 原代培养技术应用于中医药研究存在的问题及前景3.1 加强相关的基础研究 原代培养经首次传代成功即成细胞系,通过选择法或克隆形成法从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质或标志的培养物称为细胞株。各种已被命名和经过细胞生物学鉴定的细胞系或细胞株,都是一些形态比较均一、生长增殖比较稳定、生物性状较为明确的细胞群。细胞系分裂繁殖过程中形成单层有利于培养,细胞亦可冻存,以备以后的培养。一般来说,细胞系优于原代培养。细胞系在中医药研究中已被广泛应用,如各种肿瘤细胞、肝星状细胞系、巨嗜细胞系、经乙肝病毒基因转染的肝细胞等,主要用于中药的药效学研究。但毕竟还有许多细胞尚无法获得细胞系(株),尤其在现阶段的中国,稳定的细胞系、细胞株不易获得,原代培养细胞至少提供了体外细胞水平实验的工具。因此,须加强细胞培养的基础研究,将更多的细胞系(株)应用于中医药研究领域,使中医药研究在细胞水平上有所提高。 目前,国内外已有许多取材于人的细胞培养研究,其细胞多取材于器官捐献者。国内在此方面的研究工作开展较少,在中医药领域中的研究才刚刚开始。由于存在伦理学等方面因素的制约,其应用范围仍然较窄,目前主要用于一些比较容易获得的细胞,如子宫内膜细胞、人牙髓细胞、角质细胞(来源于手术切除的包皮)、血细胞及血管内皮细胞(来源于脐带)等,还有一些来源于手术切除的细胞,如肿瘤细胞及腹主动脉瘤血管平滑肌细胞等。 细胞培养技术研究中药时的一个关键技术是中药的给药方法,关于这方面的基础研究正日益受到重视。目前在中药药效学研究中主要存在两种给药方式:(1)直接添加法。将中药复方以水煎醇提等方法进行粗提,直接添加于培养体系,或将粗提物冷冻干燥,再用培养液稀释后添加于培养体系。该方法简便,但易受制剂的杂质、pH值、渗透压、电解质等因素影响。国内外相关研究中已有使用中药有效成分进行直接添加的实验报道。(2)间接添加法(血清药理学方法)。给予动物复方灌胃给药,收集服药后的动物血清,将含药血清添加于培养细胞。该法避免了体外用药的一些干扰因素,但起步较晚,尚有待进一步完善。3.2 用于中医理论的研究 细胞培养技术在中医药研究中主要用于中药尤其是药效学的研究,并已取得不少成果。迄今为止,研究目的多限于验证临床有效复方或探索其可能的作用机制,但这显然是不够的。应充分发挥体外实验的优势,深入研究中药复方在组方、剂量、辨证论治上的奥妙,进而推陈出新,给临床以启示或指导[22],这对于开发中药、推进中医药走向世界有重要意义。 此外,运用细胞培养技术阐明中医理论的实质亦是值得探索的领域。如吴正正等[23]提出中医“证”(虚证和部分实证)的本质是细胞内基因诱生性表达的细胞因子。中医“证”发生的分子机制是由于细胞因子网络自稳态平衡破坏的结果。阴虚证的本质可能是由于白细胞介素1和肿瘤坏死因子基因表达增强、生物学活性相对升高,引起细胞因子网络自稳态平衡失调的结果。现已有一些研究证候实质的实验,如血瘀证血管内皮细胞病理模型的建立及其相关研究。郑爱华等[24]探讨了肝郁证、脾虚证模型动物干扰素γ及白细胞介素4 mRNA表达的变化。由于传统中医理论比较重视整体而忽视微观的原因,因而从细胞、分子水平来研究中医基础理论的工作目前还相对较少,利用细胞培养技术深入进行这方面的研究,可以促进中医基础理论研究的进一步发展。